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1、β晶型成核剂对PP性能和结晶过程的影响合成树脂新产品开发与应用专栏合成树脂及塑料,2007,24(5):43CHINASYNTHEnCRESINANDPLnCSl3;晶型成核剂对PP性能和结晶过程的影响张昱坊张师军(中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,北京,100013)摘要:研究了13晶型成核剂及其含量对聚丙烯(PP)材料力学性能的影响.考察了不同注塑温度下材料的性能和结晶性能.添加成核剂后,PP晶型由a晶型转变为13晶型,材料韧性和耐热性大幅提高.加入质量分数为0.08%的成核剂使PP悬臂梁冲击强度提高了近6倍,热变形温度提高了10℃,材
2、料性能和结晶过程强烈地依赖于加工条件.注塑温度仅改变40℃左右.材料简支梁冲击强度和13晶型含量却提高了2倍多.关键词:聚丙烯13晶型成核剂增韧注塑温度中图分类号:TQ325.1+4文献标识码:B文章编号:1002—139612007)05—0043—04聚丙烯(PP)是多晶型聚合物,可以结晶成d,B,^y等晶型.其中,以d晶型最为常见,B晶型是一类热力学上亚稳态,动力学上不利生成的晶型.同d晶型PP相比,B晶型PP室温和低温冲击强度较好,热变形温度高,在高速拉伸下表现出较高的韧性和延展性,不易脆裂【.目前,通过B晶型成核剂诱导PP结晶是制备B晶
3、型PP最有效的方法.本工作研究了成核剂含量和注塑温度对B晶型PP力学性能及热变形温度的影响.并对其结晶过程进行探讨.l实验部分1.1原料均聚聚丙烯,PP-H,粉料,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院生产.p晶型成核剂,山西化工研究院生产.抗氧剂,1010,168;润滑剂,聚乙烯蜡,均为市售.1.2仪器与设备ZSK25型双螺杆挤出机,德国W&P公司生产;HT125型注塑机,宁波海天机械制造有限公司生产;GH一100型高速混合机,北京塑料机械厂生产;XJU一22型悬臂梁冲击试验机,xJJ一5型简支梁冲击试验机,均为承德试验机有限公司生产;
4、ZWK一6型微机控制热变形维卡软化试验机,CMT一6104型微机控制电子万能试验机,均为深圳市新三思材料检测有限公司生产;差示扫描量热仪,美国PerkinElmer公司生产;XPertMPD型广角X射线衍射仪,荷兰Phillps公司生产.l-3试样制备和测试按配方准确称取各组分,在高速搅拌机中混合均匀,于设定参数下挤出造粒.粒料干燥后,在设定参数下注塑成标准试样.抗氧剂和润滑剂质量分数均不超过0.6%.拉伸性能按照ASTMD638--2003测试,弯曲性能按照AsTMD790__2003测试,悬臂梁缺口冲击强度按照ASTMD256--2006测试
5、,筒支梁缺口冲击强度按ISO179:2006测试,热变形温度按照ASTMD648--2006测试.广角X射线衍射(WAXD)分析采用Cu靶,K源,d辐射,波长为0.15405nm,激发电压为40kV,激发电流为40mA.2结果与讨论2.1成核剂用量对试样性能的影响由图1可见,随成核剂用量增加,材料悬臂梁缺口冲击强度和简支梁缺口冲击强度均先增大后减小,在成核剂质量分数0.08%时达最大值.由图2可见,随成核剂用量增加,材料拉伸强度先减小后增大,在质量分数为0.08%时达最小值,材料断裂伸长率则先逐渐增大,在成核剂质量分数为0.053%～0.080%
6、保持在较高范围,随后减小.收稿日期:2007—05—16;修回日期:2007—06—15.作者简介:张昱士士,1981年生,在读硕士研究生,研究方向为高分子材料加工和改性.联系电话:(010)59202736;E-mail:zhangyzh316@163.tom.合成树脂及塑料2007年第24卷,'目●疆斗甘量Ⅱ卷媒缸曦8晶型成核剂质量分数.%图1成核剂用量对材料缺口冲击强度的影响Fig.1EffectofBnucleatordosageonnotchedimpactstrengthofthePPresinl羞B晶型成核剂质量分数,%图2成核剂用
7、量对材料拉伸性能的影响Fig.2EffectofBnucleatordosageontensileproperties0ftllePPresin由图3看出,随成核剂用量增加,材料弯曲强度和弯曲模量先下降,在成核剂质量分数0.053%一0.080%时,维持在较低范围,随后逐渐增大.重嚣量爨嚣B晶型成核剂质量分数,%图3成核剂用量对材料弯曲性能的影响Fig.3EffectofBnucleatordosageonflexuralpropertiesofthePPresin由图4可见,随成核剂含量增加,材料热变形温度逐渐升高.综合来看,改性前后材料的抗冲
8、击性能.断裂伸长率和热变形温度变化最明显.成核剂质量分数为O.O8%时的材料同未添加成核剂的PP相比.悬臂梁缺口冲击强度增加了5.8倍,
